Comment construire un panneau solaire

Coécrit par Guy Gabay

L’énergie solaire est une énergie renouvelable bénéfique pour vous et aussi pour l’environnement. Si vous décidez de fabriquer vous-même un panneau solaire, vous aiderez à lutter contre la pollution en réduisant votre consommation d’énergies fossiles. Vous ferez aussi des économies sur vos dépenses d’électricité, ce qui est encore mieux. Pour fabriquer votre propre panneau solaire, vous devrez réunir les différentes pièces, connecter les cellules, fabriquer une boite pour le panneau, sceller cette boite et finaliser le montage de l’ensemble.

Partie 1

Partie 1 sur 6:
Assembler les composants

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Achetez des cellules photovoltaïques. Il y en a de plusieurs types sur le marché. Les meilleures sont fabriquées aux États-Unis, au Japon ou en Chine. Choisissez des cellules en silicium polycristallin, car elles sont probablement les plus efficaces en tenant compte du prix. Leur nombre dépend de la quantité d’énergie électrique que vous voulez produire. Vérifiez leurs spécifications avant de passer votre commande.
- N’oubliez pas de prévoir des cellules supplémentaires, car elles sont très fragiles.
- Vous en achèterez facilement en ligne sur des sites internet comme eBay. Vous pourrez aussi, peut-être, en trouver dans un magasin de bricolage près de chez vous.
- Si vous recevez des cellules protégées par de la cire, vous devrez enlever celle-ci dès la réception du colis. Pour cela, trempez les cellules de l’eau chaude, mais non bouillante.
- Une cellule coute environ 1 € par watt ^{[1]
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Préparez le support. Prenez les mesures, puis découpez-le. Vous avez besoin d’un panneau fait d’un matériau non conducteur, comme du plastique, du bois ou du verre, pour y fixer les cellules solaires. Disposez-les comme vous voulez sur le panneau. Puis, prenez les dimensions et faites une découpe aux bonnes dimensions.
- Laissez une marge de 2,5 à 5 cm aux bords de la planche. Cet espace servira à installer les connexions électriques qui relieront les rangées de cellules ensemble.
- On choisit souvent de faire un support en bois, car c’est un matériau facile à travailler. Vous devrez percer des trous dans la planche pour faire passer le câblage ^{[2]
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Mesurez et coupez le fil de tabulation. Lorsque vous regardez une cellule en silicium polycristallin, vous verrez de nombreuses petites lignes longitudinales et deux lignes de contact plus grosses, qui vont dans le sens de la largeur. Afin de raccorder les cellules entre elles, vous devrez disposer de fils assez longs pour relier chaque grosse ligne à l’arrière de la cellule suivante. Mesurez une grosse ligne. Puis, pour chaque cellule, découpez deux fils faisant le double de cette longueur.
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Appliquez du flux de soudure aux endroits appropriés. Utilisez un stylo à flux pour déposer deux ou trois lignes de résine le long des repères situés sur la face arrière de la cellule. Cela empêchera l’oxydation sous l’effet de la chaleur due à la soudure.
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Soudez le fil de tabulation. Avec un fer à souder, faites fondre une fine couche de métal d’apport le long des repères à l’arrière de la cellule.
- Cette étape est inutile si vous achetez du ruban à souder étamé ou recouvert de brasure. Souvent, cette formule est meilleure, car le temps de soudure est réduit de moitié. De plus, les cellules ne sont chauffées qu’une seule fois et l’on gaspille moins de métal d'apport. Par contre, son prix est plus élevé.
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Soudez aussi le fil aux cellules. Chauffez l’extrémité d’un fil avec le fer à souder. Puis, fixez-la à l’arrière d’une cellule en suivant les repères. Soudez un deuxième fil en suivant l’autre groupe de repères. Répétez ce processus pour chaque cellule.

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Partie 2

Partie 2 sur 6:
Connecter les cellules

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Collez les cellules sur la planche. Mettez un peu de colle au centre du dos des cellules, puis placez-les sur le support. Les fils de connexion doivent être alignés dans chaque rangée. Relevez les extrémités non soudées des fils, et vérifiez que les cellules bougent librement ^{[3]
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- N’oubliez pas que chaque rangée de cellules court dans le sens contraire de la rangée adjacente. Si la partie non soudée des fils pointe d’un côté dans la première rangée, elle pointera de l’autre côté dans la deuxième.
- Disposez les cellules en longues rangées pour réduire leur nombre. Par exemple, faites trois rangées de 12 cellules disposées dans le sens de la longueur.
- Veillez aussi à laisser une marge de 2,5 cm aux extrémités de la planche.
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Soudez les cellules ensemble. Appliquez du flux sur les deux grosses lignes (lignes de contact) de chaque cellule. Ensuite, soudez les sections libres du fil de connexion sur toute la longueur des lignes de contact.
- Le fil à l’arrière d’une cellule doit toujours être soudé sur l’avant de la cellule suivante de la même rangée.
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Connectez la première rangée au ruban de raccordement. Il se présente sous la même forme que le fil de connexion, mais il est plus large. Partez de l’extrémité de la première rangée et soudez du fil de tabulation sur les lignes de contact de la première cellule. Il doit mesurer environ 2,5 cm de plus que les lignes et s’étendre vers la marge de la planche. Reliez ces deux conducteurs au bus de raccordement sur une longueur égale à l’écartement entre les deux lignes de contact de la cellule ^{[4]
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Passez à la deuxième rangée. Raccordez l’extrémité de la première rangée à la seconde en utilisant une longueur suffisante de ruban pour relier le fil extrême au fil situé au bord du panneau. Il faudra préparer la dernière cellule de la deuxième rangée en ajoutant du fil de tabulation comme vous l’avez fait pour la première cellule de la première rangée.
- Soudez les quatre fils au bus de raccordement.
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Répétez l’opération avec les autres rangées. Chaque raccordement se fera sur le côté opposé au précédent. Continuez à relier les rangées ensemble en utilisant des longueurs suffisantes de ruban. À la fin, vous connecterez les deux dernières liaisons par du ruban plus court.

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Partie 3

Partie 3 sur 6:
Construire une boite pour le panneau

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Prenez les dimensions du module solaire. Mesurez l’espace occupé par le support des cellules photovoltaïques. Votre boite devra être au moins aussi grande. Ajoutez une marge de 2,5 cm de chaque côté pour l'emplacement des planches. Une fois le module dans la boite, il devra rester un carré libre de 2,5cm de côté aux quatre coins de celle-ci. Si ce n’est pas le cas, contrôlez vos mesures.
- Vérifiez aussi qu’il y a assez de place pour les rubans de raccordement.
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Réalisez le fond de la boite. Coupez une planche de contreplaqué ayant les dimensions mesurées précédemment, auxquelles vous aurez ajouté l’espace nécessaire pour les côtés de la boite. Vous pouvez employer une scie sur table ou une scie sauteuse. Cela dépend de votre matériel.
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Fabriquez les côtés. Mesurez deux planches de matériau non conducteur de 2,5 cm de largeur sur 5 cm d’épaisseur ayant la même longueur que le grand côté de la boite. Puis, complétez les côtés de la boite en mesurant deux autres planches de 2,5 cm × 5 cm d’une longueur appropriée pour qu’elles s’encastrent entre les deux éléments précédents. Coupez les pièces que vous avez mesurées et assemblez-les en utilisant des joints d’aboutage et des vis pour terrasse.
- Les côtés ne doivent pas être trop épais. Si c’est le cas, ils feront de l’ombre aux cellules lorsque les rayons du soleil frapperont votre panneau sous un angle rasant.
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Assemblez-les. Fixez le fond de la boite aux côtés à l’aide de vis de terrasse qui doivent traverser toute l’épaisseur des côtés et le fond de la boite. Le nombre de vis que vous utiliserez pour chaque côté dépend de sa taille. Dans tous les cas, n’utilisez pas moins de trois vis.
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Peignez la boite. Choisissez une couleur qui vous plait, mais songez à utiliser du blanc ou une couleur réfléchissante. Cela limite l’échauffement de la boite au soleil et améliore le rendement des cellules photovoltaïques. Vous augmenterez la durée de vie de votre panneau en utilisant de la peinture d’extérieur. Ce type de peinture protègera le bois des intempéries.
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Collez le module solaire au fond de la boite. Vérifiez qu’il est bien fixé et que les cellules sont placées de manière adéquate pour capter les rayons du soleil. La boite doit aussi contenir deux trous pour le passage des connexions électriques.

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Partie 4

Partie 4 sur 6:
Câbler le panneau solaire

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Connectez la sortie du module. Prenez une diode d’une intensité légèrement supérieure à celle du panneau et fixez-la au ruban de raccordement avec de la silicone. Le côté lumineux de la diode doit pointer vers le fil qui va vers la borne négative de la batterie. L’autre extrémité doit être reliée à la sortie négative du panneau.
- Ce montage empêche l’énergie électrique de retourner vers le panneau solaire quand la batterie n’est pas en charge.
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Connectez les autres câbles. Reliez la diode à un bornier électrique en utilisant un fil électrique noir. Cet accessoire devra être monté sur un côté de la boite. Puis, raccordez l’autre sortie du panneau solaire au même bornier avec un fil blanc.
3
Installez un régulateur de charge. Vous devrez d’abord l’acheter. En le reliant au panneau, vérifiez que le positif et le négatif sont connectés correctement. Reliez les fils du bornier au régulateur en utilisant des fils colorés pour reconnaitre le signe de leur charge électrique ^{[5]
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- Si vous avez plusieurs panneaux, vous pourrez regrouper les fils positifs et négatifs en utilisant des bagues. Ainsi, vous aurez bien deux fils à la fin.
4
Connectez le régulateur de charge à votre batterie. Achetez des batteries compatibles avec la quantité d’énergie fournie par les panneaux que vous avez fabriqués. Raccordez le régulateur de charge aux batteries en suivant les instructions du constructeur ^{[6]
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5
Utilisez la batterie. Lorsqu’elle sera chargée grâce aux panneaux solaires, elle pourra alimenter vos appareils électriques. La puissance fournie par votre batterie doit être adaptée à vos appareils.

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Partie 5

Partie 5 sur 6:
Fermer la boite

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Trouvez une planche de plexiglas. Achetez-en une et coupez-la pour qu’elle s’encastre parfaitement dans la boite. Vous pouvez en trouver chez un vendeur spécialisé ou dans un magasin de bricolage près de chez vous.
- Vérifiez que vous achetez bien du plexiglas et non du verre, car celui-ci a tendance à casser ou à s’ébrécher.
2
Fixez des cales pour soutenir le couvercle. Découpez des blocs de bois de 2,5 cm de côté. Ils doivent être plus haut que le bornier, mais assez bas pour ne pas dépasser les côtés de la boite. Fixez ces supports en utilisant de la colle à bois.
3
Installez le plexiglas. Encastrez-le dans la boite en le posant sur les supports en bois. À l’aide d’une perceuse et de vis adaptées, fixez soigneusement le plexiglas sur les supports.
4
Scellez les bords de la boite avec un joint en silicone. Bouchez aussi tous les espaces que vous trouverez afin de parfaire l'étanchéité de la boite. Appliquez le produit en suivant les recommandations du fabricant ^{[7]
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Partie 6

Partie 6 sur 6:
Finaliser le montage du panneau

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Montez-le sur un charriot. Vous pouvez opter pour cette formule. Votre panneau sera toujours placé selon le même angle, mais vous pourrez changer son orientation dans la journée pour augmenter son temps d’exposition au soleil. Cela nécessitera 2 ou 3 déplacements par jour.
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Montez les panneaux sur votre toit. C’est une manière populaire de les placer, car ils recevront le maximum de lumière solaire sans encombrer le passage. Cependant, l’angle du panneau devra être cohérent avec le parcours du soleil et les périodes de pointe de votre consommation électrique. L’inconvénient est que l’exposition optimale au soleil est limitée à certaines heures de la journée.
- Cette méthode est idéale si vous avez de nombreux panneaux et peu de place au sol pour les disposer.
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Montez votre panneau sur un support d’antenne satellite. Les supports habituellement utilisés pour monter des paraboles peuvent aussi servir à recevoir des panneaux solaires. Vous pourrez même les programmer pour suivre le mouvement du soleil. Cette option ne convient bien que si le nombre de panneaux photovoltaïques est faible.

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Avertissements

Si vous n’êtes pas à l’aise pour travailler avec de l’électricité, contactez un électricien qualifié. Surtout, ne vous électrocutez pas !
Soyez prudents avec les outils.